放線菌汎用宿主における有用物質生産を目指した高分子DNA導入法の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25450112
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 小松 護 北里大学, 感染制御科学府, 講師 (40414057)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 放線菌 / 二次代謝産物 / 異種発現 / 接合伝達 / 線状プラスミド / 生合成遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

平成25-26年度計画において、S. avermitilis大規模欠失体(SUKA)における巨大DNA分子導入法を確立した。S. avermitilisの内在性の線状プラスミドSAP1が保持する接合伝達能に着目し、制限系を有していない同属のS. lividansを供与菌として、SAP1上に導入した100 kb超の巨大な二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを接合によりS. avermitilis SUKA株へ導入することに成功した。平成27年度においては、SAP1をベクターとして種々の異種微生物由来の二次代謝産物生合成遺伝子群について実際にSUKA株に導入し、その物質生産性を検討することによって、当該法が有効であることを明らかにした。I型ポリケチド合成酵素遺伝子を含む二次代謝産物生合成遺伝子クラスターをはじめとする種々の巨大遺伝子断片を、当該法を用いてS. avermitilis SUKA株へ導入した後、物質生産性の検討を行った。concanamycinの生合成遺伝子クラスター全長を含む200 kb超の組込み型BACベクターをSAP1ベクター上に組込んだ後、S. lividansを供与菌として、接合によってS. avermitilis SUKA株に効率良く導入するができた。また、約100 kbのnemadectinの生合成遺伝子クラスターを含むBACクローンにおいても同様に導入する事に成功し、約0.15 mg/mLの高い生産性を有していた。さらに100 kbを超える種々の生合成遺伝子群を含むBACクローンにおいても有効であった。これら二次代謝産物の生産性は非薬剤選択圧下でも観察できることから、導入した遺伝子群が宿主細胞内でSAP1ベクター上に安定に保持されていると判断でき、当該法を用いることによって、安定な物質生産が可能であることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Chemical diversity of labdane-type bicyclic diterpene biosynthesis in Actinomycetales microorganisms. (2016)
  • Author(s): 2.Yamada Y., Komatsu M., Ikeda H.
  • Journal Title: J. Antibiot (Tokyo) Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1038/ja.2015.147.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel thioviridamide derivative--JBIR-140: heterologous expression of the gene cluster for thioviridamide biosynthesis. (2015)
  • Author(s): 1.Izumikawa M., Kozone I., Hashimoto J., Kagaya N., Takagi M., Koiwai H., Komatsu M., Fujie M., Satoh N., Ikeda H., Shin-ya K.
  • Journal Title: J. Antibiot (Tokyo) Volume: 68 Pages: 533-536
  • DOI: 10.1038/ja.2015.20.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 放線菌汎用宿主における二次代謝産物生産に適した構成的発現プロモーターの探索 (2016)
  • Author(s): 小松護、池田治生
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [Presentation] 複数の受容菌存在下で接合伝達の成立に影響を及ぼす因子の探索 (2016)
  • Author(s): 作田郁子、水口千穂、橋本詢子、小曽根郁子、小松護、新家一男、池田治生、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [Presentation] 生合成酵素エンジニアリングによるstreptothricinのβ-lysine ologopeptide鎖長制御 (2015)
  • Author(s): 川崎春香、丸山千登勢、小松護、池田治生、片野肇、濱野吉十
  • Organizer: 2015年度日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • Year and Date: 2015-09-07 – 2015-09-08
• [Presentation] Streptothricin生合成におけるラクタム環形成の解明 (2015)
  • Author(s): 丸山千登勢、泉川美穗、小松護、新家一男、池田治生、濱野吉十
  • Organizer: 2015年度日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • Year and Date: 2015-09-07 – 2015-09-08
• [Remarks] 北里大学北里生命科学研究所・大学院感染制御科学府 微生物制御工学研究室
  • URL: http://www.lisci.kitasato-u.ac.jp/me/
• [Remarks] 北里大学ホームページ
  • URL: http://www.kitasato-u.ac.jp/index.html